DE4334370C1 - Abgasventil einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Abgasventil einer Brennkraft­ maschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 42 28 850 A1 ist bereits ein in einem Abgaskanal angeordnetes Abgasventil der gattungsgemäßen Art bekannt. Das Abgasventil umfaßt einen Ventilschaft und einen an diesem befestigten Ventilteller, der mit einem im Abgaskanal integrierten Ventilsitz zusammenwirkt. Das Abgasventil besitzt als Betätigungseinrichtung eine Membrandose nebst einem mit dem Ventilschaft verbundenen Membranteller, der zwei Kammern in der Membrandose trennt, wobei eine Kammer mit Atmosphärendruck und die andere Kammer mit einem Unterdruck beaufschlagbar ist. Eine Rückstellfeder hält das Abgasventil in einer geschlossenen Stellung gegen den Druck des Abgases im Abgaskanal.

Zum allgemeinen Hintergrund wird u. a. noch auf die DE 40 24 087 C1 verwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Abgasventil möglichst kompakt auszubilden, und daß kein Abgas durch die Ventilführung ins Freie strömen kann.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung des Abgasventils liegt darin, daß durch den im Abgaskanal zwischen dem Ventiltel­ ler und dem Ventilgehäuse angeordneten Metallbalg die Ventilfüh­ rung gegen den Abgaskanal abgedichtet ist und somit ein Ausströmen des Abgases über die Ventilführung verhindert wird. Durch diese Ab­ dichtung der Ventilführung ist es möglich, auf eine bei bekannten Abgasventilen übliche Vordrosselstrecke zu verzichten, die das Abströmen von Abgas durch die Ventilführung und eine Ablagerung von Abgaspar­ tikeln in dieser vermeiden soll. Durch den Wegfall der Vordros­ selstrecke ergibt sich eine Verringerung der Baugröße des Abgas­ ventiles.

Ein weiterer Vorteil, der sich durch die geringe Baugröße des Abgasventils ergibt, ist dessen Gewichtsreduzierung.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nach Anspruch 2 ist darin zu sehen, daß beispielsweise bei Abgasrückführventi­ len, die Anschlüsse für Abgasleitung und Saugleitung nun so an­ geordnet werden können, daß das Abgas bei geschlossenem Abgas­ ventil an der schaftseitigen Stirnseite des Ventiltellers an­ liegt und so die Schließkraft des Abgasventiles unterstützt. Durch die geringere benötigte Schließkraft des Abgasventiles ge­ genüber dem bekannten Stand der Technik kann die Betätigungsein­ richtung nebst Rückstellfeder entsprechend kleiner dimensioniert werden.

Eine weitere Reduzierung der Baugröße ergibt sich dadurch, daß wegen der Unterstützung der Schließkraft des Abgasventiles durch das Abgas bei der Dimensionierung der Abgasventile auch keine dynamischen Druckspitzen des Abgases mehr berücksichtigt werden müssen.

Aufgrund der geringen benötigten Schließkraft des Abgasventiles kann anstelle der verhältnismäßig großvolumigen Membrandosen auch eine ausreichend kleine elektrische Ansteuerung, beispiels­ weise ein Schrittmotor oder ein Magnet, verwendet werden.

Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 er­ möglicht eine bauliche Vereinfachung und eine Verringerung der Herstellungskosten des Abgasventiles, da nun der Metallbalg gleichzeitig die Funktion der Rückstellfeder übernimmt, die so­ mit als separates Bauteil entfällt.

Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den übrigen Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert.

Sie zeigt in einem Vollschnitt ein Abgasventil 1 in einem Abgas­ kanal 2 einer nicht dargestellten Brennkraftmaschine. Der Abgas­ kanal 2 umfaßt zwei Abgaskanalteile 2a, 2b einer Abgasrückfüh­ rung.

Das Abgasventil 1 umfaßt ein Ventilgehäuse 3, in dem ein Ventil­ schaft 4 in einer Ventilführung 11 geführt ist, sowie einen Ven­ tilteller 5, der mittels einer Niet 6 am Ventilschaft 4 befe­ stigt ist. Der Ventilteller 5 wirkt mit einem Ventilsitz 7 zu­ sammen, der in dem Abgaskanal 2 integriert ist.

Zwischen der schaftseitigen Stirnseite 8 des Ventiltellers 5 und einer Federauflage 13 des Ventilgehäuses 7 ist eine Rückstellfe­ der 9 eingesetzt, die den Ventilteller 5 gegen den Ventilsitz 7 drückt und somit das Abgasventil 1 in einer geschlossenen Stel­ lung hält.

Die Steuerung des Abgasventils 1 erfolgt über eine prinzipiell bekannte, nicht dargestellte Ventilbetätigungseinrichtung wie beispielsweise einer Membrandose mit einem auf den Ventilschaft 4 wirkenden Membranteller, der zwei Kammern in der Membrandose trennt, wobei die eine Kammer mit Unterdruck und die andere Kam­ mer mit Atmosphärendruck beaufschlagbar ist.

Durch die geringen Stellkräfte des erfindungsgemäßen Abgasventi­ les ist als Ventilbetätigungseinrichtung auch ein kleiner Elek­ tromotor (z. B. Schrittmotor) oder ein Elektromagnet verwendbar.

In dem Abgaskanal 2 ist zwischen dem Ventilteller 5 und einer Metallbalgauflage 14 des Ventilgehäuses 3 ein den Ventilschaft 4 umgebender Metallbalg 10 angeordnet, der die Ventilführung 11 gegen den Abgaskanal 2 abdichtet. Der Metallbalg 10 ist an der schaftseitigen Stirnseite 8 des Ventiltellers 5 sowie an der Me­ tallbalgauflage 14 des Gehäuses 3 befestigt.

Bei geöffnetem Abgasventil 1 strömt das Abgas vom Abgaskanalteil 2a über die Öffnung zwischen Ventilteller 5 und Ventilsitz 7 in den Abgaskanalteil 2b.

In der gezeigten Darstellung ist der Durchmesser des Metallbal­ ges 10 kleiner als der Durchmesser des Ventiltellers 5, weshalb bei geschlossenem Abgasventil 1 eine Unterstützung der Schließ­ kraft der Rückstellfeder 9 durch das auf eine Ringfläche 12 der schaftseitigen Stirnseite 8 des Ventiltellers 5 drückende Abgas erfolgt. Die Ringfläche 12 auf der schaftseitigen Stirnseite 8 des Ventiltellers 5 befindet sich zwischen der Umlaufkante der schaftseitigen Stirnseite 8 und dem Außendurchmesser des Metall­ balges 10.

Die Größe der die Schließkraft der Rückstellfeder 9 unterstüt­ zenden Kraft, die durch den Abgasdruck auf die Ringfläche 12 entsteht, ist durch eine entsprechende Veränderung des Metall­ balgaußendurchmessers und des Ventiltellerdurchmessers einstell­ bar.

Eine bauliche Vereinfachung des Abgasventiles 1 ergibt sich, wenn der Metallbalg 10 neben seiner abdichtenden Funktion gleichzeitig die Funktion der Rückstellfeder 9 übernimmt. Da­ durch entfällt die Rückstellfeder 9 als separates Bauteil.

In einer weiteren Ausführung der Erfindung kann der Metallbalg 10 anstatt mit der schaftseitigen Stirnseite 8 des Ventiltellers 5 auch direkt mit dem Ventilschaft 4 verbunden sein, etwa durch einen konusförmigen Metallbalg.

Des weiteren kann bei Abgasventilen mit baulich getrennter Rück­ stellfeder und Metallbalg bei einer Anordnung der Rückstellfeder in dem Abgaskanal diese auch außerhalb des Metallbalges angeord­ net sein. Ferner kann die Rückstellfeder auch aus dem Abgaskanal verlegt werden und beispielsweise direkt mit der Ventilbetäti­ gungseinrichtung verbunden werden.

Claims (7)

1. In einem Abgaskanal einer Brennkraftmaschine angeordnetes Ab­ gasventil, bestehend aus

• - einem Ventilschaft,
• - einem Ventilgehäuse mit einer Ventilführung zur Führung des Ventilschaftes,
• - einem am Ventilschaft angeordneten Ventilteller, der mit einem im Abgaskanal integrierten Ventilsitz zusammenwirkt,
• - mindestens einer Rückstellfeder, die das Abgasventil in einer geschlossenen Stellung hält und
• - einer auf den Ventilschaft wirkenden Ventilbetätigungseinrich­ tung,

dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abgaskanal (2) zwischen dem Ventilteller (5) und dem Ventilgehäuse (3) ein den Ventilschaft (4) umgebender Metallbalg (10) angeordnet ist, der die Ventilführung (11) gegen den Abgas­ kanal (2) abdichtet.

2. Abgasventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgasventil (1) so in den Abgaskanal (2) geschaltet ist, daß bei geschlossenem Abgasventil (1) der Abgasdruck auf eine Stirnseite (8) des Ventiltellers (5) die Schließkraft der Rück­ stellfeder (9) unterstützt.

3. Abgasventil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (9) durch den Metallbalg (10) gebildet ist.

4. Abgasventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallbalg (10) mit seinem einen Ende an der schaftsei­ tigen Stirnseite (8) des Ventiltellers (5) und mit seinem ande­ ren Ende an dem Ventilgehäuse (3) befestigt ist.

5. Abgasventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallbalg (10) mit seinem einen Ende am Ventilschaft (4) und mit seinem anderen Ende am Ventilgehäuse (3) befestigt ist.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilbetätigungseinrichtung ein Elektromotor ist.